Про компьютерные вентиляторы в угольных фильтрах
Конкурс статей «Атвор, Жги!»Меня заинтересовали фильтры для стелсов, сделанные на основе компьютерных вентиляторов, поэтому я решил немного разобраться в этой теме. Я не занимаюсь микрогровингом, не делал реальный угольный фильтр для стелса. Всё, что написано ниже - опыты и измерения. Ничто не заменит практики.
Для тестов я взял 3 осевых и один центробежный вентилятор. Итак, по порядку.
Первый в моем списке Noctua NF-12 3000rpm, который особо не нуждается в представлении.
Далее я нарыл у себя вентилятор Zalman и Cooler Master. Это простые вентиляторы, я даже не знаю их характеристик. Обычно подобные вентиляторы и берут, когда фильтр делается по принципу «я его слепила из того что было».
Четвертый подопытный - центробежный вентилятор. Я его исключил из опытов, поскольку он давал очень маленький расход воздуха, но про него я еще расскажу в самом конце.
Многие знают, что помимо таких характеристик, как объемный расход воздуха и скорости вращения лопастей, есть такой параметр, как создаваемое статическое давление.
Говоря простым языком, статическое давление - это максимальное давление, которое может создать вентилятор. Максимальное давление создается в том случае, когда через вентилятор не проходит воздух.
Понятно, что чем выше статическое давление, тем выше способность вентилятора продуть угольный фильтр.
По техническим характеристикам статическое давление Noctua - 7,63 mm H₂O или 74,8 Па (далее я буду работать с паскалями, мне так удобнее). Я решил проверить это.
Мой измерительный стенд имеет следующий вид: серая канализационная труба, на одной стороне вентилятор, который вытягивает воздух, на другой стороне - закрытый малярным скотчем вход. Вентилятор питает регулируемый блок питания, давление внутри измеряет манометр ДМЦ-01М с разрешающей способностью 0,1 Па.
Даю питание 12 В, измеряю давление на Noctua – 80Па. Аналогичным образом делаю замеры с использованием вентиляторов Zalman и Cooler Master.
- Zalman – 14,5 Па
- Cooler Master – 16 Па.
Мы видим, что разница в статическом давлении в 5 раз. Я не знаю точную методику измерения статического давления, мой опыт показывает качественную разницу между вентиляторами.
Статическое давление это хорошо, но мне стало интересно узнать, как же компьютерные вентиляторы продувают угольный фильтр?
Для проведения эксперимента я сделал тестовый прямоугольный фильтр с толщиной угля 3 сантиметра. Его размеры 50 на 20 сантиметров. Почему такие размеры? Как известно, чем больше площадь угля, тем меньше его сопротивление, тем легче вентилятору прокачать через него воздух. Толщина в 3 см мне показалась наиболее оптимальной. Выращивать в стандартном объеме компьютерного системника проблематично, поэтому некое распространение получили корпусы формата Full Tower. В объеме такого корпуса фильтр моих размеров помещается почти впритык, поэтому свой фильтр я рассматриваю? как некий максимум, который можно вообще достигнуть (речь про простые плоские фильтры).
Понятно, что фильтры таких размеров редко кто делает, поэтому я сделал специальные заглушки, которые уменьшают полезную площадь фильтра. Если мы обозначим площадь вентилятора буквой S, то заглушки имеют площадь окон S, 2S и 3S. Т.е. моя цель узнать, как площадь фильтра влияет на производительность вентилятора.
Итого мы имеем фильтр максимальной площади и три фильтра с площадью S, 2S и 3S.
Все данные я забил в таблицу, объясню, как с ней работать.
Берем для примера вентилятор Nocuta. В столбике давление (1) я забил величину статического давления при разном питании. Т.е. при подаче 8 вольт, статическое давление равняется 39 Па. В столбике «расход» (2) я забил измеренный расход воздуха при разном питании, как видно Nocuta максимально выдает 225 кубов, однако при питании 8 вольт я получил 158 кубов. В столбце PRM величина скорости вращения вентилятора.
Методика измерения расхода воздуха следующая: воздушный канал с диаметром 125, ближе к входу расположен анемометр, на выходе стоит исследуемый вентилятор. Включаем вентилятор, измеряем скорость воздуха, зная площадь воздуховода, находим объемный расход воздуха.
Опытный человек заметит, что по документации вентилятор Nocuta выдает 186 кубов, а у меня 225.
На ютубе есть канал с тестами компьютерных вентиляторов. На видео про Nocuta тоже видно, что измеренный расход составил 227 кубов. Я не знаю, почему такая разница между заявленным и фактическим значением, я склоняюсь к тому, что моя методика отличается от заводской.
Возвращаемся к таблице. Расход из столбика под номером 2 я принимаю за 100%. Теперь смотрим на таблицы потерь в фильтре. На примере Nocuta мы видим, что без фильтра на 12 вольтах расход был 225 кубов, а с фильтром максимального размера я получил 86 кубов. Т.е. расход воздуха уменьшился на 62%. Т.е. фильтр отнял 62% максимального расхода. Я думаю, что дальнейшая логика ясна.
Я, конечно, ожидал, что площадь будет больше влиять на расход воздуха, единственное очень хорошо видно, что при равной площади вентилятора и угольного фильтра расход воздуха у обычных компьютерных вентиляторов практически нулевой.
Мой анемометр не измеряет меньше 0,2 м/с, поэтому потери может и не стопроцентные и расход воздуха находится в районе 10 кубов. В общем, надеюсь, что таблица поможет понять как, работает связка компьютерный вентилятор-угольный фильтр.
Короче то, что простые компьютерные вентиляторы слабы было вроде и так понятно.
Какие есть способы улучшить ситуацию?
Можно взять два вентилятора и подсоединить их последовательно или параллельно. Последовательное соединение должно увеличить статическое давление, параллельное - расход. Проверим это.
Для примера возьму Coolmaster т.к. их у меня две штуки.
Один вентилятор дает 16 Па, т.е. две штуки должны дать 32. Проверяем это. Скрутил два вентилятора малярным скотчем, делаю замер давления – 21,5 Па. Увеличение в два раза не наблюдается.
В принципе понятно, что один вентилятор влияет на другой и из-за этой помехи давление не увеличивается, как мне хотелось бы. Подключу вентиляторы не вплотную, а на расстоянии – фото ниже.
Сделал герметичный картонный короб, вентиляторы стоят по торцам (указано красными стрелками). Расстояние между ними примерно 15 см, делаю замер давления - 26,1 Па. Стало больше, но удвоения снова нет.
Проверим параллельную работу вентиляторов. Для начала снимку один вентилятор. Скорость потока в воздуховоде - 0,61 м/с.
Устанавливаю второй вентилятор. В теории объем проходящего через фильтр воздуха должен увеличиться в два раза. Делаем замер, скорость воздуха – 0,72 м/с.
Т.е. объемный расход воздуха в первом случае составила 27 м3/ч, во втором 31. Удвоение расхода воздуха я не увидел. Я понимаю, что в случае если один вентилятор работает хуже чем другой, то воздух будет прокачиваться не через уголь, а через этот самый вентилятор, но моим прикидкам два вентилятора имеют в принципе одинаковые характеристики.
Ну и в конце я хотел рассказать про этот центробежный вентилятор который я купил в радиомагазине за 500 рублей.
Как вы думаете, какое статическое давление у этого малыша? Давайте измерим - 97 Па.
Т.е по статическому давлению он мощнее чем Nocuta. Но есть одна проблема - мой вентилятор выдает очень маленький расход, который я даже не могу измерить и он очень шумный, хотя Nocuta тоже не подарок на 12В.
Так что центробежные вентиляторы, конечно предпочтительнее, но их надо выбирать по параметрам – уровень шума, расход воздуха.
Выводы из этой темы:
- Вентилятор для фильтра надо выбирать с максимально возможным статическим давлением.
- Площадь фильтра должна быть равной, как минимум двум площадям вентилятора, не меньше (данные получены на теством фильтре с толщиной угля 3 см).
- Если управление вентилятора осуществляется напряжением, то меньше 8 Вольт подавать я смысла особо не вижу.
- При последовательном включении двух вентиляторов, суммарное статическое давление не увеличивается в два раза.
- При работе двух вентиляторов в параллели, объемный расход воздуха не увеличивается в два раз.
Автор: Doomnik
- Отечественный производитель удобрений Simplex (@simplexreport) наградит победителя полным комплектом удобрений
- Сид-банк Doctor's Choise подарит пачку семян Devotchka (5 шт. auto fem) и Lowryder (5 шт. auto reg), с автографом самого Саши Joint Doctor - легендарного бридера и создателя автоцветов
Еще почитать:
- Краткий гайд по кулерам и их установке
- Самодельный угольный фильтр дня маленьких боксов
- Самодельный глушитель для вытяжки в гроубоксе
- Расчет света в гроубоксе с лампой ДНаТ в программе Dialux